第32卷，第6期 2012年6月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spcctral Analysis
Vol.32,No.6,pp1441-1446
June,2012
激光诱导击穿光谱在材料表面分析领域中的应用进展
雷1.2
张勇1.2，贾云海1.2·，陈吉文1,2，刘英3，沈学静1.2，赵
王书明3，于洪4，韩鹏程1-2，届华阳1.2，刘少尊1
1.钢铁研究总院，北京100081
2北京纳克分析仪器有限公司，北京100094 3、北京有鱼金域研究总院，北京100088
4.中国地质科学院矿产资源研究所，北京100037
摘要密光诱导击穿光谐作为表面分析工具是近十年发展起来的，对表面分析基础理论、仪器装置及其在材料科学领域中的应用进行详细的综述。重点阐述了激光诱导击穿光谱在国内外冶金、半导体、电子等材料科学领域中的元素分布分析及镀层分析应用进展，指出激光束单个脉冲能量、环境气体及气压、激光束能量分布等参数对分解率的影响，同时指出在兼顾灵敏度的前提下提高分辨率的途径。与传统经典表面分析工具相比较具有扫描面积大、分析速度快及样品导电与否均可分析等优点，成为传统表面分析工具的有力补充。
关键词激光诱导击穿光谱；材料科学；表面分析；应用进展
中图分类号：TB302.1 引言
文献标识码：A
DOI; 10, 3964/j. issn, 1000-0593(2012)06-1441-06
1LIBS表面分析基础理论
激光诱导击穿光谱（laser-induced breakdownspectrosco-Py，LIBS)是近十几年飞速发展的一种新的分析方法，与其他传统的分析方法相比优点在于样品消耗量小、导电及不导电的物质均可分析、可在线实时远距离快速监控分析及仪器设备简单等优点，故目前广泛应用于冶金、生物医学、环境地质矿物等领域，美国著名光谱化学分析家Winefordner称其"afuturesuperstar"()，关于LIBS综述性文章月前国内外已有许多学者对其进行了精彩回顾并对其发展前景进行展望()，认为LIBS有很大的发展潜力。
作为1IBS的一个应用分支领域一表面分析，始于20世纪的90年代中期，与传统的扫描电子显微镜/能量色微谱仪(scanning electron microscope/energy dispersive spectrosco Py，SEM/EDS）、电子探针暴微分析（electronprobemicro-analyzer，EPMA）及二次离子质谱（secondary ion mass spec trometry，SIMS)等高分辨表面分析技术相比其有无需高真空、样品前处理简单、分析速度快等优点，成为传统表面分析T.具的有力补充。
收稿日期：2011-12-12，修订日期：2012-03-20
1.1横向分辨率
横向分辨率由激光束的波长、发散角及光学案焦系统等因索所决定，见式(1)()
d-2.44岁
(1)
其中入表示波长，了表示透镜的焦距，D表示准直后束腰的直径，由式可知采用短的波长，短的焦距及竟的准直束腰可提高横向分辨率，实际应用中，横向分辨率还与材料的熔点、热容、导热率及透镜对光束的案焦质量有关，通常实际
分辨率是理论值的10倍左右或更大， 1.2纵向分辨率
纵向分辨率是指其强度降至最初强度的84%和16%的宽度或其强度升至16%和84%的宽度，见图1，
此宽度△z越窄表明其纵向分辨率越高，反之则分辨率越低，对于LIBS而言，体现在镀层分析曲线上就是此区域段的脉冲数。
俄层的厚度由式(2)表示
基金项目：国家重大科学仪器设备开发专项(2011YQ140147)资肪
e-mail, chauchylan@163,com
作者简介：张勇，1977年生，钢铁研究总院博士研究生
*通讯联系人
万方数据
e-mails jyh@analysis, org cn